苹果多酚/多糖复合膜液理化特性及对核桃保鲜作用的研究

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近年来,人们对绿色包装食品的追求日增不减,所以替代塑料包装的生物基包装材料得到广泛的关注与研究。生物基包装材料是一种以食源性物质为基质,辅以天然活性成分以延长食品保质期的一种可食膜材料。但单一的多糖形成的可食膜抗氧化性能,机械性能等理化特性有待提高。研究表明将从动植物中提取的天然活性成分添加到可食膜中,可以增强可食膜的相关特性,如精油、酚类物质、明胶等。众所周知,苹果中富含酚类物质,将其提取纯化应用到可食膜中,不仅达到了资源的综合利用,而且增加经济效益,拓宽多酚的应用范畴。核桃是一种常见的坚果类食物,富含多不饱和脂肪酸,如亚麻酸、亚油酸、油酸等,具有较高的功能性价值。但采后贮藏不当引发的发霉变质,脂肪酸氧化,感官品质下降等一系列问题不容忽视。本研究将苹果多酚分别加入到壳聚糖和果胶中,制备涂膜保鲜复合膜液,研究该膜液的流变特性、抗氧化性能、热稳定性等,并对去皮核桃仁涂膜保鲜,采用电子鼻对不同贮藏时间的核桃仁进行质量监控,拟为苹果多酚-壳聚糖/果胶复合膜液的应用提供科学的理论依据。本研究内容及主要结果如下:1.采用HPLC法检测到苹果中含有11种多酚,占样品总量的68.6%,表明该苹果多酚样品的纯度较高。其中单体酚含量较高的为根皮苷、鞣花酸和原花青素B2,分别为21.22±0.79%、10.11±0.24%、9.29±0.05%。抗氧化试验结果表明,苹果多酚具有良好的自由基清除能力,并能有效抑制脂质氧化。2.以5%(w/v)的壳聚糖溶液和多酚为原料制备出一种复合膜液。结果显示,苹果多酚可显著提高壳聚糖复合膜液的抗氧化活性(P<0.01),且随苹果多酚添加量增加,壳聚糖复合膜液抗氧化活性也随之增加。当苹果多酚添加量由0.5%增至1.5%时,复合膜液的DPPH和OH自由基清除率以及抑制脂质氧化能力分别从41.33%、35.44%、56.32%增至 94.3%、98.4%、95.9%。与同等浓度的 BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)相比,复合膜液具有更高的抗氧化活性(P<0.01)。流变学分析结果表明,复合膜液呈现非牛顿剪切变稀型流体特征,即剪切速率与表观黏度呈反比例关系,表观黏度随剪切速率的增加最终趋于平稳(5 Pa·s)。此外,苹果多酚添加量的上升会显著增强复合膜液的非牛顿假塑性流体特征。当苹果多酚添加量为1.5%时,复合膜液动态流变特性由黏性模量主导转变为弹性模量主导。红外光谱和X-RAD分析结果表明,复合膜液在3400 cm-1处的红外吸收振动峰出现红移,1545 cm-1,1245 cm-1处的红外吸收峰有轻微减弱,这可能是因为苹果多酚和壳聚糖分子结构中的-OH和-NH2形成明显的分子间弱作用力,使得红外光谱产生变化,且壳聚糖结晶度的降低也是由于分子间弱作用力。热分析结果表明,苹果多酚添加量增加显著提高了复合膜液的热稳定性。对照组的三个阶段质量损失温度为50.8℃,110.7℃,269.9℃,当添加量1.5%苹果多酚时,复合膜液的质量损失温度增至 56.6℃,128.7℃,272.9℃。3.以5%(w/v)的苹果果胶溶液和多酚为原料制备出一种复合膜液,并研究了不同多酚添加量对复合膜液流变学特性及抗氧化性的影响。结果表明,果胶溶液和不同多酚含量的复合膜液均呈现剪切变稀效应,为典型的非牛顿流体。随多酚含量增加,复合膜液黏度呈显著增加趋势,当多酚含量增加至1.0%(W/v)时,复合膜液黏度约为220 Pa,显著高于对照组(108 Pa);此外,随多酚含量增加,复合膜液脂质氧化抑制率、DPPH自由基清除率及总还原力也呈明显增加趋势。多酚含量为1.0%的复合膜液抗氧化能力高于同等浓度的BHT溶液。然而,随多酚浓度继续增加,复合膜液黏度及抗氧化能力虽有所增加,但与多酚含量为1.0%的复合膜液无明显差异(P>0.05)。综合而言,在5%(w/v)的果胶溶液中添加多酚可制备出一种高粘度的复合膜液,当多酚添加量为1%(w/v)时,该复合膜液具备良好的抗氧化能力,在食品保鲜方面可作为一种优良的液体涂膜应用。4.响应面法优化试验确立的最佳碱液去皮工艺参数为浸泡时间17.73 h,碱液浓度1.36%,碱烫时间116.67s。采用电子鼻检测复合膜液对去皮核桃仁的保鲜效果,结果表明,随着贮藏时间的延长,核桃仁产生大量的吡嗪、吡咯类等挥发性,引起电子鼻传感器响应值的上升。此外,苹果多酚的引入可以减少核桃仁中含氧化合物的产生,涂膜保鲜也可以保留核桃仁本身的香气成分,防止挥发。采用PCA和LDA对不同贮藏时间不同处理的核桃仁进行了有效区分,说明不同贮藏时间不同处理的核桃仁存在显著的差异。基于模糊数学和主成分分析法建立了包衣核桃仁感官鉴评体系,以期为食品感官鉴评提供更直观、科学、可信的评价体系。
摘要第3-5页
Abstract第5-7页
第1章 绪论第14-22页
    1.1 生物保鲜概述第14页
    1.2 壳聚糖膜保鲜第14-15页
    1.3 果胶膜保鲜第15-16页
    1.4 添加剂第16页
    1.5 核桃概况第16页
    1.6 核桃保鲜技术概况第16-17页
    1.7 电子鼻第17-19页
    1.8 感官鉴评第19页
    1.9 本课题的研究意义及研究内容第19-22页
        1.9.1 本课题研究意义第19页
        1.9.2 本课题研究内容第19-22页
第2章 苹果多酚的HPLC分析第22-28页
    2.1 引言第22页
    2.2 材料与方法第22-24页
        2.2.1 供试材料第22页
        2.2.2 主要试剂第22页
        2.2.3 试验仪器与设备第22-23页
        2.2.4 试验方法第23-24页
            2.2.4.1 苹果多酚的提取方法第23页
            2.2.4.2 HPLC法检测苹果多酚组分第23页
            2.2.4.3 苹果多酚DPPH自由基清除能力的测定第23页
            2.2.4.4 苹果多酚脂质氧化抑制能力的测定第23-24页
        2.2.5 数据分析第24页
    2.3 结果与分析第24-27页
        2.3.1 苹果多酚HPLC组分分析第24-26页
        2.3.2 苹果多酚抗氧化能力第26-27页
    2.4 本章小结第27-28页
第3章 不同浓度苹果多酚对壳聚糖复合膜液理化性质的影响第28-44页
    3.1 引言第28页
    3.2 材料与方法第28-31页
        3.2.1 供试材料第28页
        3.2.2 主要试剂第28-29页
        3.2.3 试验仪器与设备第29页
        3.2.4 试验方法第29-31页
            3.2.4.1 苹果多酚-壳聚糖复合膜液制备第29页
            3.2.4.2 不同浓度苹果多酚对复合膜液pH值的影响第29页
            3.2.4.3 复合膜液剪切流变特性测定第29页
            3.2.4.4 复合膜液频率振荡扫描测定第29-30页
            3.2.4.5 不同浓度苹果多酚复合膜液抗氧化的测定第30页
            3.2.4.6 红外光谱测定第30页
            3.2.4.7 X射线衍射光谱检测第30页
            3.2.4.8 热稳定性的测定第30-31页
    3.3 数据分析第31页
    3.4 结果与分析第31-42页
        3.4.1 不同浓度苹果多酚对复合膜液pH值的影响第31页
        3.4.2 不同浓度苹果多酚对复合膜液静态流变特性的影响第31-33页
        3.4.3 不同浓度苹果多酚对复合膜液动态流变特性的影响第33-35页
        3.4.4 不同浓度苹果多酚对复合膜液抗氧化活性的影响第35-36页
        3.4.5 复合膜液红外光谱分析第36-38页
        3.4.6 复合膜液X-ray分析第38-40页
        3.4.7 不同浓度苹果多酚对复合膜液热稳定性的影响第40-42页
    3.5 本章小结第42-44页
第4章 不同浓度苹果多酚对果胶复合膜液理化性质的影响第44-56页
    4.1 引言第44页
    4.2 材料与方法第44-46页
        4.2.1 供试材料第44页
        4.2.2 主要试剂第44-45页
        4.2.3 试验仪器与设备第45页
        4.2.4 试验方法第45-46页
            4.2.4.1 苹果果胶-多酚复合膜液制备第45页
            4.2.4.2 复合膜液色差测定第45页
            4.2.4.3 复合膜液pH值测定第45页
            4.2.4.4 复合膜液流变特性测定第45页
            4.2.4.5 复合膜液频率振荡扫描测定第45-46页
            4.2.4.6 红外光谱测定第46页
            4.2.4.7 不同浓度苹果多酚复合膜液抗氧化性的测定第46页
    4.3 数据分析第46页
    4.4 结果与分析第46-55页
        4.4.1 不同浓度苹果多酚对复合膜液色值的影响第46-47页
        4.4.2 不同浓度苹果多酚对膜液pH值的影响第47-48页
        4.4.3 不同浓度苹果多酚对复合膜液剪切流变学性质的影响第48-50页
        4.4.4 不同浓度苹果多酚对复合膜液动态剪切流变学性质的影响第50-52页
        4.4.5 复合膜液红外光谱分析第52-53页
        4.4.6 不同浓度苹果多酚对复合膜液抗氧化性的影响第53-55页
    4.5 本章小结第55-56页
第5章 复合膜液对核桃仁保鲜效果的影响第56-74页
    5.1 引言第56页
    5.2 材料与方法第56-59页
        5.2.1 供试材料第56页
        5.2.2 主要试剂第56-57页
        5.2.3 试验仪器与设备第57页
        5.2.4 试验方法第57-59页
            5.2.4.1 核桃脱皮工艺流程第57页
            5.2.4.2 核桃仁油的提取及理化指标的测定第57页
            5.2.4.3 响应面单因素试验第57页
            5.2.4.4 响应面优化试验第57-58页
            5.2.4.5 相关性分析第58页
            5.2.4.6 样品预处理第58页
            5.2.4.7 包衣核桃仁油氧化指标的测定第58-59页
            5.2.4.8 电子鼻检测参数第59页
            5.2.4.9 电子鼻传感信号分析第59页
    5.3 数据分析第59页
    5.4 结果与分析第59-72页
        5.4.1 核桃仁清水浸泡时间的选择第59-60页
        5.4.2 碱烫时间的选择第60页
        5.4.3 基于响应面法的核桃仁碱液去皮工艺参数优化第60-64页
            5.4.3.1 试验结果及其模型的建立第60-62页
            5.4.3.2 响应面分析第62-63页
            5.4.3.3 提取工艺参数的优化及验证第63-64页
        5.4.4 相关性分析第64-66页
            5.4.4.1 使用R语言绘制相关性分析图第64-65页
            5.4.4.2 基于肯德尔(Kendall)等级相关系数的相关性验证第65-66页
        5.4.5 包衣处理对核桃仁氧化指标的影响第66-68页
        5.4.6 电子鼻对包衣核桃仁挥发性气体的响应第68-69页
        5.4.7 不同贮藏时间样品的对比分析第69-70页
        5.4.8 不同贮藏时间样品的主成分分析(PCA)第70-71页
        5.4.9 不同贮藏时间样品的线性判别分析(LDA)第71-72页
    5.5 本章小结第72-74页
第6章 基于主成分分析和模糊数学的核桃仁感官评价模型建立第74-86页
    6.1 引言第74页
    6.2 材料与方法第74-76页
        6.2.1 供试材料第74-75页
        6.2.2 主要试剂第75页
        6.2.3 试验仪器与设备第75页
        6.2.4 试验方法第75-76页
            6.2.4.1 复合膜液的制备第75页
            6.2.4.2 包衣核桃仁工艺流程第75页
            6.2.4.3 包衣核桃仁感官评价标准第75页
            6.2.4.4 基于主成分分析法确立指标权重第75-76页
            6.2.4.5 包衣核桃仁感官质量的模糊数学综合评价法第76页
    6.3 数据分析第76-77页
    6.4 结果与分析第77-84页
        6.4.1 主成分分析法确立各指标权重第77-81页
            6.4.1.1 样品满意度统计调查第77-78页
            6.4.1.2 KMO检验及主成分分析第78-80页
            6.4.1.3 各指标权重向量的确定第80-81页
        6.4.2 模糊综合评价第81-84页
            6.4.2.1 包衣核桃仁感官评定结果第81-82页
            6.4.2.2 模糊关系矩阵的确立第82-83页
            6.4.2.3 综合评价结果向量的确立第83页
            6.4.2.4 模糊综合评分的计算第83-84页
    6.5 本章小结第84-86页
第7章 结论与展望第86-88页
    7.1 结论第86-87页
    7.2 展望第87-88页
参考文献第88-100页
致谢第100-102页
攻读硕士学位期间科研成果第102页
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论文编号ABS4290716,这篇论文共102页
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